Каталізатор
- 1 - корпус;
- 2 - ущільнення;
- 3 - стільники каталізатора
Елементи, що входять до каталізатора та продукти, що виходять з каталізатора
На всіх автомобілях встановлюються каталізатори зменшення кількості шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу з вихлопними газами.
Каталізатор відпрацьованих газів має корпус з нержавіючої сталі, до якого зварюванням приєднані впускний та випускний конуси з патрубками та кріпильними фланцями, а також тепловідбивачі, що утримують керамічну обшивку. Весь внутрішній об'єм корпусу зайнятий пористим керамічним монолітом, зафіксованим кільцями або сіткою з нержавіючої сталі. Структура моноліту є звичайним фільтром, але вся внутрішня і зовнішня поверхня пор, що контактують з газами, покрита дуже тонким молекулярним шаром сплаву, який містить платину, родій і паладій. Пористий моноліт має велику площу поверхні, покритої цим сплавом з дуже дорогих металів, що в основному визначає високу ціну каталізаторів.
У каталізаторі відбувається реакція, в результаті якої потенційно небезпечний вуглеводень і окис вуглецю у вихлопних газах перетворюються на безпечні гази та водяну пару.
Двигун викидає в атмосферу разом із відпрацьованими газами продукти повного (водяна пара Н2О, азот N₂ і т.п.) та неповного (оксид вуглецю, а також CnHm, оксиди азоту NOX) згоряння палива. Загальна кількість компонентів, які містяться в цих газах, перевищує кілька сотень, і більшість із них є шкідливими для здоров'я людини.
Відпрацьовані гази, проникаючи через пористу поверхню моноліту, по-перше, нагрівають його, а по-друге, доокислюються. З CO виходить CO ₂, тобто нетоксичний вуглекислий газ, CnHm в кілька етапів переходить в CO ₂ і Н2О, NOХ перетворюється на молекулярний N₂, який міститься у звичайному повітрі, і у воду. Словом, у каталізаторі відбуваються досить складні хімічні реакції завдяки високій температурі та наявності спеціального покриття з дорогих металів.
Головний позитивний ефект каталізатора – повна нейтралізація трьох компонентів – СО, CnHm, NOХ – яких у відпрацьованих газах більше, ніж інших шкідливих речовин. І досягається він не тільки завдяки наявності платини, родію та паладію. Важливу роль відіграє температура, яка витримується у межах 300–800°C. Якщо вона знижується до 250°C, хімічні реакції нейтралізації, CnHm, NOХ, незважаючи на наявність металів-каталізаторів, не відбудуться. А за температури близько 900°C починає плавитися і руйнуватися каталітична плівка.
Бензинові двигуни
На всіх моделях з каталізатором система живлення паливом замкнутого типу, тобто на підставі сигналу від датчика кисню, встановленого у вихлопній системі, блок управління постійно оптимізує склад паливо-повітряної суміші. Залежно від вмісту кисню у вихлопних газах датчик кисню індукує напругу від 0,1 В (високий вміст кисню, бідна суміш) до 0,9 В (низький вміст кисню, багата суміш). На підставі цих даних блок управління двигуном змінює час відкриття паливних форсунок і змінює співвідношення палива паливо-повітряної суміші. Метричне співвідношення паливної суміші, при якому відбувається її повне згоряння та у вихлопних газах відсутні шкідливі речовини – це 14,7 вагових частин повітря на 1 частину палива.
Каталізатор працює ефективно при температурах від +300°C до +800°C.
Дизельні двигуни
На автомобілях з дизельними двигунами очищення вихлопних газів провадиться нерегульованим окисним каталізатором.
Зменшення відсоткового вмісту оксидів азоту у вихлопних газах дизельного двигуна досягається за рахунок встановлення на автомобілі системи повторного спалювання частини відпрацьованих газів (EGR). Клапан EGR системи повторного спалювання відпрацьованих газів встановлений у коліні вихлопної системи та керується вакуумним регулятором. Клапана EGR на прогрітому двигуні направляє частину відпрацьованих газів у камери згоряння двигуна, внаслідок чого знижується температура і при цьому зменшується відсоток оксидів азоту у вихлопних газах.
Експлуатація автомобілів з каталізатором
Каталізатор – це надійний і простий пристрій, який не потребує жодного обслуговування, але є деякі факти, які власник повинен знати для максимального терміну служби каталізатора.
Не використовуйте етильований бензин в автомобілі, обладнаному каталізатором, оскільки свинець покриє дорогоцінні метали в решітці каталізатора, зменшуючи ефективність їх перетворення і зрештою виведе з ладу каталізатор.
Завжди містить запалювання та паливну систему в повному порядку.
Якщо при роботі двигуна спостерігаються пропуски запалювання, не експлуатуйте автомобіль до усунення несправності.
Якщо під час роботи двигуна загориться контрольна лампа керування двигуном, необхідно якнайшвидше звернутися на станцію технічного обслуговування. Якщо є пошкодження керування двигуном, то крім збільшення витрати палива та зменшення динамічних характеристик двигуна може вийти з ладу каталізатор.
Не запускайте двигун шляхом буксирування.
Не вимикайте запалення на високих обертах двигуна.
Не використовуйте присадки до палива та моторного масла, оскільки присадки можуть містити речовини, які можуть пошкодити каталізатор.
Не використовуйте автомобіль, якщо з вихлопної труби видно слід синього диму.
Після зупинки двигуна вихлопна система тривалий час продовжує випромінювати значну кількість тепла, тому необхідно уникати паркування автомобіля на траві та сухому листі. Пам'ятайте, що каталізатор тендітний, тому уникайте ударів при знятті каталізатора або вихлопної системи.
Каталізатор, який використовується на добре відрегульованому автомобілі, повинен бути від 100 до 160 тисяч км пробігу автомобіля.
Коментарі відвідувачів